Типы компрессоров, применяемых в ГТД

Требования, предъявляемые к компрессорам

КОНСТРУКЦИИ КОМПРЕССОРОВ

Компрессор служит для обеспечения заданного давления воздуха и подачу его в камеру сгорания ГТД.

Техническое совершенство компрессора в значительной степени определяет эффективность двигателя и безопасность полета летательного аппарата. В связи с этим к компрессорам авиационных ГТД предъявляются следующие требования:

- минимальные габаритные размеры и масса;

- высокий КПД;

- достаточные запасы газодинамической устойчивости на всех режимах эксплуатации;

- высокая надежность и живучесть в эксплуатационных условиях;

- технологичность и возможность модернизации;

- противопожарная безопасность;

- минимальное влияние на окружающую среду;

- удобство контроля технического состояния.

Требование обеспечения минимальных габаритных размеров и массы является для силовой установки и двигателя летательного аппарата.

Относительная масса компрессора (отношение массы компрессора к массе двигателя) составляет 0,35... 0,50. Поэтому разработка легкого компрессора — одна из важнейших проблем, стоящих перед создателями авиационных двигателей.

Выбор конструктивной компоновки компрессора, его газодинамических и конструктивных параметров, допустимых значений запасов прочности деталей и применяемых материалов определяется назначением ГТД (использованием на летательном аппарате определенного типа).

Для общей классификации компрессоров, применяемых в ГТД, использованы существенные признаки – направление и скорость потока воздуха в проточной части.

По направлению потока различают следующие основные классы.

Осевые компрессоры, у которых направление скорости потока воздуха в меридиональной плоскости примерно параллельно оси (30…50% от массы двигателя, π_к =до 50, степень распространения – 80-90% в авиац. двиг-строении);

Схема осевого компрессора   1 – ротор; 2 – входной направляющий аппарат; 3 - направляющий аппарат; 4 - статор

Центробежные компрессоры (ЦБК), в которых поток направлен по радиусу (30…50% от массы двигателя, π_к = 1.5…5, степень распространения – 10-15% в авиац. двиг-строении).

Схема центробежного компрессора   1 – неподвижный направляющий аппарат; 2 – вращающийся направляющий аппарат; 3 – рабочее колесо; 4 – безлопаточный (щелевой) диффузор; 5 – лопаточный диффузор; 6 – выходное устройство (сборная улитка)

Диагональные компрессоры, направление потока в которых занимает среднее положение между направлениями движения воздуха в осевых и центробежных компрессорах (π_к = до 6, степень распространения в авиац. двиг-строении неизвестна); имеют сравнительно низкий к. п. д.

Комбинированные компрессоры, представляющие собой последовательное соединение осевых и центробежных (осецентробежные), или осевых и диагональных (диагонально-осевые) компрессоров. Применяются для снижения размеров и массы или уменьшения концевых потерь в осевых ступенях компрессора (30…50% от массы двигателя, π_к =10…15, степень распространения – % в авиац. двиг-строении).

Схема комбинированного компрессора а – диагонально-осевой; б – осецентробежный; 1 – входной направляющий аппарат; 2 – диагональное рабочее колесо; 3 – осевой компрессор; 4 – центробежное рабочее колесо; ω – угловая скорость

Любой из указанных компрессоров состоит из ротора и статора. Применение того или иного типа компрессора в значительной степени обусловлено назначением летательного аппарата.

Дата добавления: 2014-01-05